The one-time pad | Journey into cryptography | Computer Science | Khan Academy

Trong hơn 400 năm, bài toán này vẫn chưa được giải.

Làm sao Alice có thể thiết kế một mật mã có thể che dấu được dấu tay của nó,

và vì thế, ngăn chận sự hở lộ chi tiết

Câu trả lời là sự ngẫu nhiên

Hãy tưởng tượng Alice lăn một cục súc sắc có 26 mặt

để tạo ra một cái sổ dài của những số chuyển ngẫu nhiên

và chia sẽ cái sổ này với Bob, thay vì chỉ dùng một chữ mật mã bí mật

Bây giờ, để chuyển mã lá thư của cô ta

Alice sẽ dùng cái sổ của những số chuyển ngẫu nhiên này

Điều quan trọng là cái sổ này phải dài bằng lá thư

để tránh bất cứ sự lập lại nào.

Sau đó, cô ta gửi lá thư cho Bob. Bob sẽ giải mã lá thư

bằng cách dùng cái sổ của những số chuyển mã ngẫu nhiên mà cô ta đã trao trước

Bây giờ Eve sẽ gặp phải một vấn đề

bời vì lá thư được chuyển mã

sẽ có hai đặc tính rất mạnh:

Thứ nhất, những số chuyển mã sẽ không rơi vào một kiểu mẫu lập lại nào

và thứ hai, lá thư đã chuyển mã sẽ có sự phân phối chữ cái đồng đều

bởi vì không có sự phân phối khác biệt nào giữa các chữ

và vì thế, sẽ không có chi tiết nào lộ ra.

Bây giờ, Eve sẽ không thể nào phá được mật mã này

Đây là phương pháp chuyển mã mạnh nhất

và nó bắt đầu hiện ra vào cuối thế kỷ thứ 19.

Ngày nay, nó được biết tới với cái tên one time pad (tập giấy dùng một lần)

Để hình dung được sức mạnh của cách chuyển mã one time pad

Chúng ta phải hiểu sự nổ tung của những kết hợp có thể xảy ra

Thí dụ, mật mã Ceasar chỉ chuyển mỗi chữ theo một số nhất định

và số đó là một số giữa 1 và 26.

Vậy, nếu Alice chuyển mã tên cô ta

nó sẽ là 1 trong 26 kết hợp chuyển mã có thể xảy ra

Đây là một con số nhỏ của những trường hợp có thể xảy ra, và ta có thể kiểm tra hết được,

cách này gọi là brute force search (kiểm tra bằng sức vũ phu)

Nếu so sánh phương pháp này với cách chuyển mã one time pad

khi mà mỗi chữ sẽ được chuyển

bởi một số khác nhau, giữa 1 và 26

Bây giờ, hãy thử nghĩ con số của những sự chuyển mã có thể được

Nó sẽ là 26 nhân với chính nó 5 lần

một con số gần bằng 12 triệu.

Đôi khi ta khó có thể hình dung được

vậy hãy tưởng tượng cô ta viết tên mình trên một tờ giấy

và trên mỗi tờ giấy, ghi trên đó một sự chuyển mã có thể xảy ra được

Bạn nghĩ xấp giấy này sẽ cao bao nhiêu?

Với 12 triệu trường hợp của năm chữ cái có thể xảy ra được

Xấp giấy này sẽ thật khổng lồ

cao hơn một kílô mét

Khi Alice chuyển mã tên cô ta dùng cái one time pad

nó tương tự như chọn một trong những trang giấy này một cách ngẫu nhiên

Từ cái nhìn của Eve, người phá mật mã,

Mỗi chữ với năm chữ cái cô ta phải giải

có thể là bất cứ chữ nào trong xấp giấy này, tất cả với xác suất bằng nhau.

Vậy đây là sự bí mật toàn hảo trong thực dụng